UA121327C2 - Пристрій і спосіб для змішування горючого газу і повітря для горіння, оснащені установкою для гарячої води, що забезпечена разом з тим відповідним тепловим датчиком масової витрати, і спосіб для вимірювання масової витрати потоку газу - Google Patents

Abstract

Винахід належить до пристрою для змішування горючого газу і повітря для горіння, установки для гарячої води, забезпеченої ним, і способу, що відповідає тепловому датчику масової витрати. Пристрій містить: повітропровід; газопровід з регулювальним клапаном; перший вимірювальний трубопровід, який з'єднує повітропровід і газопровід; другий вимірювальний трубопровід, який з'єднує перший вимірювальний трубопровід з газопроводом і/або повітропроводом, таким чином утворюючи триходову точку перетину; тепловий датчик масової витрати, що містить перший і другий датчики температури у першому вимірювальному трубопроводі, які встановлені так, що вони поміщені, відповідно, у потоці газу між триходовою точкою перетину і повітропроводом і у потоці газу між триходовою точкою перетину і газопроводом у процесі використання; і контролер, який регулює регулювальний клапан на основі різниці, виміряної тепловим датчиком масової витрати, між масовою витратою потоку газу між триходовою точкою перетину і повітропроводом і масовою витратою потоку газу між триходовою точкою перетину і газопроводом.

Description

повітропроводом і масовою витратою потоку газу між триходовою точкою перетину і газопроводом.

Ко, 8

Рповітря | х ша М са З

Ще -ь й ри, фо с г г ? ФІГ. 1А гавтвкі ІЗ газ-вихі

Р. й в що

Винахід належить до пристрою для змішування горючого газу і повітря для горіння для подачі у пальник. Такі пристрої доставляють суміш газ-повітря для спалювання горючого газу у пальнику. Такі пристрої застосовуються, наприклад, в установках для гарячої води, як наприклад, у котлі для центрального опалення, водонагрівачі або газовій колонці для підігріву води.

Для такого горіння з попереднім змішуванням горючого газу співвідношення повітря для горіння і відповідного газу в суміші регулюється. Співвідношення повітря для горіння і горючого газу вибирається так, щоб досягти ефективного і безпечного горіння. Стехіометричне співвідношення горіння з деяким надлишком повітря звичайно вибирається для співвідношення повітря-газ. Співвідношення приблизно 10 частин повітря на 1 частину природного газу є, наприклад, оптимальним для горіння природного газу. (5 65617911 описує пристрій з газопроводом для подачі горючого газу і з повітропроводом для подачі повітря для горіння. Газопровід містить регулювальний клапан (що також згадується, як "дроселювальний клапан"). Датчик потоку з'єднаний з газопроводом і повітропроводом.

Регулювальний клапан регулюється залежно від витрати, виміряної датчиком витрати. Якщо тиск у газопроводі і повітропроводі є тим же самим, виміряна витрата буде дорівнювати нулю.

Однак, якщо тиск повітря більше, ніж тиск газу, датчик вимірює потік з повітропроводу у газопровід. Клапан газу у такому випадку відкривається більше. Якщо тиск повітря менше, ніж тиск газу, буде виміряна протитечійна витрата. Клапан газу у такому випадку закривається більше.

Таке регулювання регулює регулювальний клапан для того, щоб утримувати витрату потоку газу через датчик витрати такою, що дорівнює нулю. Датчики потоку є, однак, менш точними у діапазоні низької витрати текучого середовища, тобто у діапазоні вимірювання близько до нуля.

Відоме регулювання тому є також неточним.

Несправний датчик витрати, крім того, важко розпізнати у традиційних пристроях. Це відбувається тому, що несправний датчик витрати буде звичайно мати виведення на нульове значення; саме на те значення, на яке регулювання настроєно. Це може дати неправильне враження, що регулювання функціонує правильно.

Отже, завданням винаходу є надання пристрою для змішування горючого газу і повітря для

Зо горіння для подачі у пальник, у якому співвідношення газ-повітря може бути відрегульовано точним і надійним способом.

Це завдання досягається за допомогою пристрою згідно з винаходом для змішування горючого газу і повітря для горіння для подачі у пальник. У варіанті здійснення пристрою згідно з винаходом пристрій містить: - повітропровід для подачі повітря для горіння; - газопровід для подачі горючого газу, який забезпечений регулювальним клапаном; -перший вимірювальний трубопровід з першим зовнішнім кінцем, який з'єднаний з повітропроводом, і другим зовнішнім кінцем, який з'єднаний з газопроводом; - другий вимірювальний трубопровід з першим зовнішнім кінцем, який з'єднаний з першим вимірювальним трубопроводом в точці між першим і другим зовнішнім кінцем першого вимірювального трубопроводу, таким чином утворюючи триходову точку перетину, і з другим зовнішнім кінцем, який з'єднаний з газопроводом і/або повітропроводом; - тепловий датчик масової витрати, що містить: - перший датчик температури, розташований у першому трубопроводі і встановлений так, що він поміщений у потік газу між триходовою точкою перетину і повітропроводом у процесі використання; і - другий датчик температури, розташований у першому вимірювальному трубопроводі і встановлений так, що він поміщений у потік газу між триходовою точкою перетину і газопроводом у процесі використання; - контролер, з'єднаний з тепловим датчиком масової витрати і регулювальним клапаном і виконаний з можливістю регулювання регулювальним клапаном залежно від різниці, виміряної тепловим датчиком масової витрати, між масовою витратою потоку газу між триходовою точкою перетину і повітропроводом і масовою витратою потоку газу між триходовою точкою перетину і газопроводом.

Теплові датчики масової витрати, що також згадуються, як теплові датчики витрати, відомі самі по собі. Теплові датчики масової витрати особливо придатні для вимірювання масової витрати газу, що протікає.

Перший приклад традиційного теплового датчика масової витрати містить нагрівальний елемент і два датчики температури. Один з датчиків температури поміщений вище за потоком бо від нагрівального елемента, у той час як інший датчик температури поміщений нижче за потоком від нагрівального елемента. Нагрівальний елемент нагріває текуче середовище локально. Коли текуче середовище протікає, тепло буде переміщено з масою, що протікає.

Датчик нижче за потоком від нагрівального елемента таким чином вимірює більш високу температуру, ніж датчик вище за потоком від нагрівального елемента. Напрямок і масова витрата текучого середовища можуть бути виміряні залежно від різниці температури.

Інший тип теплового датчика масової витрати містить гарячий дріт (датчик масової витрати з гарячим дротом або датчик масової витрати повітря (МАЕ) з гарячим дротом). Гарячий дріт тут поміщений у потік газу для вимірювання. Охолоджування гарячого дроту являє собою вимірювання масової витрати прохідного газу.

Додатковим типом теплового датчика витрати є варіант датчика масової витрати з гарячим дротом, в якому термістор, наприклад, резистор РТС, як наприклад, резистор, РІ100, або резистор МТС, застосовується замість гарячого дроту.

У контексті винаходу під масовою витратою розуміється позначення величини потоку текучого середовища, виражене у масі на одиницю часу. Крім величини, потік також має напрямок, тобто потік текучого середовища є векторною величною. Символ ф буде застосований для потоку текучого середовища, у той час як запис Фі буде використаний для витрати.

Тепловий датчик масової витрати згідно з описаним вище варіантом здійснення містить перший датчик температури і другий датчик температури, які обидва передбачені у першому вимірювальному трубопроводі. Перший датчик температури встановлений так, що він поміщений у потік газу між триходовою точкою перетину і повітропроводом у процесі використання. Другий датчик температури встановлений так, що він поміщений у потік газу між триходовою точкою перетину і газопроводом у процесі використання. Другий датчик температури таким чином поміщений нижче за потоком від першого датчика температури, як видно у напрямку від повітропроводу до газопроводу.

Перший і другий датчики температури розміщені, наприклад, на обох боках від триходової точки перетину. Датчики температури передбачені, наприклад, на обох боках від точки, в якій другий вимірювальний трубопровід з'єднаний з першим вимірювальним трубопроводом. Тобто, перший датчик температури розміщений у частині першого вимірювального трубопроводу, яка

Зо простягається від триходової точки перетину до повітропроводу і другий датчик температури розміщений у частині першого вимірювального трубопроводу, яка простягається від триходової точки перетину до газопроводу. Однак датчики температури також можуть бути розміщені ближче один до одного, оскільки перший датчик виконаний з можливістю вимірювання потоку газу між триходовою точкою перетину і повітропроводом, і другий датчик виконаний з можливістю вимірювання потоку газу між триходовою точкою перетину і газопроводом. Перший і другий датчики розташовані, наприклад, на обох боках уявлюваної лінії лід прямим кутом до першого вимірювального трубопроводу, яка проходить через центр першого зовнішнього кінця другого вимірювального трубопроводу.

Якщо потік газу у першому вимірювальному трубопроводі у напрямку повітропроводу відрізняється від потоку газу у напрямку другого вимірювального трубопроводу, ця різниця реєструється за допомогою першого і другого датчиків температури. В першому прикладі перший і другий датчик температури виконані у варіанті здійснення, як термістор або гарячий дріт і кожний з'єднаний з джерелом електроживлення таким чином, щоб струм проходив через термістор або гарячий дріт. Прохідний газ охолоджує датчики температури, що впливає на опір датчиків температури. Ця зміна опору реєструється і є вимірюванням масової витрати прохідного газу. Кожний датчик є, наприклад, включеним у ланцюг анемометра з постійною температурою або ланцюг анемометра з постійною напругою або ланцюг анемометра з постійним струмом. У другому прикладі нагрівальний елемент передбачений для нагрівання прохідного газу, і різниця температур, виміряних першим і другим датчиком температури, є вимірюванням різниці в потоці газу відповідно у повітропроводі і газопроводі.

Триходова точка перетину утворена так, що перший вимірювальний трубопровід з'єднаний з другим вимірювальним трубопроводом. Інакше кажучи, триходова точка перетину забезпечена одним входом і двома виходами або одним виходом і двома входами. У другому випадку два входи з'єднані з повітропроводом і газопроводом.

Потік газу між триходовою точкою перетину і повітропроводом може таким чином бути спрямований як від триходової точки перетину до повітропроводу, так і навпаки. Потік газу між триходовою точкою перетину і газопроводом може більше того бути спрямований як у напрямку до газопроводу, так і назад. Потік газу між триходовою точкою перетину і газопроводом у кожному випадку має напрямок, протилежний напрямку потоку газу між триходовою точкою бо перетину і повітропроводом.

Тепловий датчик масової витрати з'єднаний з контролером, який може у цьому випадку регулювати регулювальний клапан залежно від виміряної різниці у масовій витраті. Якщо різниця визначена, тиск у газопроводі і повітропроводі різниться, і регулювальний клапан регулюється так, щоб виправити це.

У традиційних системах, в яких не передбачений ніякий другий вимірювальний трубопровід, регулювальний клапан регулюється так, щоб ніякий потік не проходив через перший вимірювальний трубопровід. У пристрої згідно з винаходом регулювальний клапан, однак, регулюється так, щоб потік проходив у першому вимірювальному трубопроводі. Оскільки датчики витрати є менш точними у діапазоні низької витрати текучого середовища, винахід може виміряти різницю тиску між газопроводом і повітропроводом більш точно, ніж традиційні системи. Менш точний датчик може, якщо бажано, бути достатнім для пристрою згідно з винаходом.

Додатковою вигодою винаходу є те, що несправний датчик можна розпізнати більш легко. У традиційних системах несправний датчик може мати виведення на нульовій величині, у той час як потік фактично має місце від газопроводу до повітропроводу або навпаки. Завдяки присутності другого вимірювального трубопроводу потік газу все ще є присутнім у першому вимірювальному трубопроводі, коли тиск у повітропроводі і газопроводі є однаковим. У небажаному випадку, коли датчик має виведення на нульову масову витрату, буде негайно ясно, що тут є дефект.

Додаткова вигода винаходу полягає у тому, що оскільки передбачений другий вимірювальний трубопровід, загальна витрата повітря і/або газу може, якщо бажано, може бути визначена без окремого датчика, який має бути забезпечений для цієї мети. Це визначення буде пояснено нижче. Перший вимірювальний трубопровід і другий вимірювальний трубопровід утворюють триходову точку перетину. Три потоки текучого середовища можуть бути визначені.

Перший потік текучого середовища фі визначений, як потік у першому вимірювальному трубопроводі, з триходової точки перетину у повітропровід. Другий потік текучого середовища ф2 визначений, як потік у першому вимірювальному трубопроводі з триходової точки перетину у газопровід. Другий потік текучого середовища фо має напрямок, протилежний першому потоку текучого середовища фі. Третій потік текучого середовища фз визначений, як потік у другому

Зо вимірювальному трубопроводі, з вимірювального трубопроводу у триходову точку перетину.

Оскільки кількість газу, що протікає у триходову точку перетину, має дорівнювати кількості газу, що витікає з триходової точки перетину, це є випадком, коли фіф2-фз. Масова витрата текучого середовища ф': і потік текучого середовища ф2 можуть бути визначені залежно від вимірювання за допомогою першого і другого вимірювальних датчиків, фз може потім бути розраховано на основі ф: і фо, наприклад, як сума ф' і ф».

Оскільки контролер регулює клапан газу таким чином, щоб Іеч| 7 Кегї, масова витрата Іезі може бути визначена, якщо бажано, як Іезі 5 2 х|ечі| або |езі - 2 хро. хоча таке визначення буде звичайно менш точним, ніж визначення на основі суми ф': і ф».

Інакше кажучи, у традиційних системах з тільки одним вимірювальним трубопроводом може бути виміряна тільки одна величина, у той час як у наданому винаході можуть бути виміряні щонайменше дві величини: різниця у потоці текучого середовища, яка характеризує різницю тиску між газопроводом і повітропроводом, і сума потоків текучого середовища, яка характеризує загальну витрату.

У пальнику провідність полум'я використовується, щоб виміряти, чи має місце фактичне горіння. Також можливо на основі провідності перевірити, чи є горіння коректним, наприклад, чи має місце горіння з достатнім надлишком кисню. Це, отже, дуже важливо для безпеки установки, про яку йде мова. Струм полум'я, який вимірюється, однак, також залежить від навантаження, тобто величини потоку газу. Оскільки винахід дає можливість вимірювати загальну витрату потоку газу, передбачуваний струм полум'я може бути визначений і використовуватися, щоб спостерігати правильне функціонування пристрою.

Додаткова вигода винаходу полягає у тому, що регулювання може бути виконано за допомогою електроніки.

Тепловий датчик масової витрати, наприклад, калібрується перед тим, як пристрій запускається у роботу. Калібрування переважно має місце, коли пристрій вимкнений, коли щонайменше, ніякі потоки газу і повітря не мають місця у пристрої. Процесор, наприклад, визначає масову витрату через другий вимірювальний трубопровід на основі щонайменше однієї величини, виміряної першим датчиком температури, і величини, виміряної другим датчиком температури, і калібрувальних даних і/або характеристики датчика.

У переважному варіанті здійснення перший датчик температури і другий датчик температури кожний передбачені в ланцюзі для анемометра з постійною температурою.

Перший датчик температури і другий датчик температури переважно виконані, як термістор, датчик з гарячим дротом або датчик з гарячою плівкою (також відомий, як проба з гарячою плівкою).

Такий ланцюг виконаний з можливістю утримування температури датчика температури і, з цієї причини, його опір постійний за рахунок регулювання потоку через датчик. Це, наприклад, реалізується з контуром зворотного зв'язку, наприклад, на основі підсилювача у поєднанні з мостом Ветстоуна. Напруга в датчику температури забезпечується для струму через датчик, внаслідок чого датчик температури нагрівається. Коли датчик температури, як наприклад, термістор РТС або з гарячим дротом, охолоджується завдяки прохідному газу, зворотний ланцюг буде використовувати більшу потужність (споживати більше електроенергії) для того, щоб утримувати датчик температури при тій самій температурі. Це може бути виміряне на виведенні (виході) ланцюга.

Альтернативно, перший датчик температури і другий датчик температури передбачені кожний у ланцюзі для анемометра з постійною напругою або анемометра з постійним струмом.

В іншому переважному варіанті здійснення тепловий датчик масової витрати додатково містить нагрівальний елемент, розташований у першому вимірювальному трубопроводі і поміщений у триходовій точці перетину або поблизу неї, в якій перший датчик температури поміщений вище за потоком від нагрівального елемента, і другий датчик температури поміщений нижче за потоком від нагрівального елемента, як видно у напрямку від повітропроводу до газопроводу, в якому контролер виконаний з можливістю регулювання регулювальним клапаном залежно від різниці між температурою, виміряною першим датчиком температури, і температурою, виміряною другим датчиком температури.

Перший і другий датчики температури переважно розміщені по суті на тій самій відстані від нагрівального елемента так, щоб різниця температури, виміряної між датчиками, була такою, що дорівнює нулю у відсутності потоку через вимірювальний трубопровід, з газопроводу у повітропровід або навпаки. Якщо два датчики температури мають різні відстані від нагрівального елемента, регулювання може компенсувати це.

Зо У варіанті здійснення пристрій містить процесор, який функціонально з'єднаний з тепловим датчиком витрати і виконаний з можливістю визначення масової витрати через другий вимірювальний трубопровід залежно від величин, що виводяться за допомогою першого датчика температури і другого датчика температури.

Процесор і контролер можуть бути об'єднані. Інакше кажучи, замість окремого процесора, контролер може бути виконаний з можливістю регулювання як регулювальним клапаном, так і можливістю визначення масової витрати через другий вимірювальний трубопровід, тобто розраховувати масову витрату через другий вимірювальний трубопровід.

У додатковому переважному варіанті здійснення згідно з винаходом тепловий датчик масової витрати містить третій датчик температури, розташований на боці нагрівального елемента, поверненого у напрямку до другого вимірювального трубопроводу, і процесор виконаний з можливістю визначення масової витрати через другий вимірювальний трубопровід залежно від величин, що виводяться за допомогою першого, другого і третього датчиків температури.

Загальна витрата через другий вимірювальний трубопровід може бути визначена більш точно за допомогою забезпечення третім датчиком температури. Потік фз, наприклад, визначається, як потік від другого вимірювального трубопроводу до триходової точки перетину.

Згідно з цим визначенням, третій датчик температури розташований вище за потоком відносно нагрівального елемента у напрямку потоку фз, у той час як перший і другий датчики температури розміщені нижче за потоком відносно нагрівального елемента. У випадку позитивного потоку, тобто потоку у напрямку, як визначено вище, перший і другий датчики температури будуть вимірювати більш високу температуру, ніж третій датчик температури.

Аналогічно, у випадку негативного потоку, тобто потоку від триходової точки перетину до другого вимірювального трубопроводу, третій датчик температури буде вимірювати більш високу температуру, ніж перший і другий датчики температури. Загальна витрата через другий вимірювальний трубопровід, отже, належить до різниці між температурою, виміряною за допомогою третього датчика температури і температурою, виміряною за допомогою першого уабо другог атчика температури. різниця, наприклад, визначається, як

АТ -Т то 7ахтв, або як дія її дл їв. де Ті являє собою температуру Її" датчика температури. Виходячи, з ее співвідношення між витратою і різницею температури, це є 60 тоді випадком, в якому (оз Ах ,де С являє собою константу.

Перший, другий і третій датчики температури переважно розташовані у тій же самій площині.

Тепловий датчик витрати переважно виконаний, як мікродатчик, наприклад, як датчик с тонкою плівкою.

Згідно з винаходом, другий вимірювальний трубопровід може бути виконаний різними способами. У першому і другому варіантах здійснення другий вимірювальний трубопровід з'єднаний з газопроводом, у той час як у третьому і четвертому варіантах здійснення другий вимірювальний трубопровід з'єднаний з повітропроводом.

У першому варіанті здійснення другий зовнішній кінець другого вимірювального трубопроводу, з'єднаний з газопроводом в точці, розташованій вище за потоком відносно точки, в якій перший вимірювальний трубопровід з'єднаний з газопроводом, як видно у напрямку потоку горючого газу через газопровід.

У цьому варіанті здійснення витрата, що протікає через другий вимірювальний трубопровід, являє собою вимірювання вхідного потоку горючого газу у пристрій. Завдяки винаходу, таким чином стає можливим визначати величину потоку газу. Очікуваний струм полум'я може бути визначений на основі цієї витрати газу для того, щоб було можливо точно спостерігати, чи правильне горіння має місце.

У другому варіанті здійснення другий зовнішній кінець другого вимірювального трубопроводу з'єднаний з газопроводом в точці, розташованій нижче за потоком відносно точки, в якій перший вимірювальний трубопровід з'єднаний з газопроводом, як видно у напрямку потоку горючого газу через газопровід.

Напрямки потоку змінюються у зворотному напрямку відносно першого варіанта здійснення.

У цьому варіанті здійснення потік у другому вимірювальному трубопроводі, однак, також вимірює потік газу. Тиск також регулюється подібним чином залежно від різниці між першим потоком фі від повітропроводу до триходової точки перетину і другим потоком фг2 від триходової точки перетину до газопроводу.

У першому і другому варіанті здійснення газопровід переважно містить обмеження потоку між точкою, в якій перший вимірювальний трубопровід з'єднаний з газопроводом, і точкою, в якій другий вимірювальний трубопровід з'єднаний з газопроводом.

Зо Це досягається завдяки обмеженню потоку, наприклад, звуженню, що достатньо великий потік протікає через другий вимірювальний трубопровід. Тобто, величина фз є достатньо високою, щоб дозволити виконувати надійне вимірювання потоку газу для уявлення.

У третьому варіанті здійснення другий зовнішній кінець другого вимірювального трубопроводу з'єднаний з повітропроводом в точці, розміщеній вище за потоком відносно точки, в якій перший вимірювальний трубопровід з'єднаний з повітропроводом, як видно у напрямку потоку повітря для горіння через повітропровід.

У третьому варіанті здійснення витрата, що протікає через другий вимірювальний трубопровід, являє собою вимірювання витрати вхідного потоку повітря для горіння у пристрій.

Завдяки винаходу, отже, можливо визначити величину потоку повітря.

У четвертому варіанті здійснення другий зовнішній кінець другого вимірювального трубопроводу з'єднаний з повітропроводом в точці, розташованій нижче за потоком відносно точки, в якій перший вимірювальний трубопровід з'єднаний з повітропроводом, як видно у напрямку потоку повітря для горіння через повітропровід.

Як у третьому варіанті здійснення, величина вхідного повітря може бути визначена таким чином.

У третьому і четвертому варіанті здійснення повітропровід переважно містить обмеження потоку між точкою, в якій перший вимірювальний трубопровід з'єднаний з повітропроводом і точкою, в якій другий вимірювальний трубопровід з'єднаний з повітропроводом.

Надійність вимірювання підвищується з тієї причини, що обмеження потоку гарантує достатньо великий потік повітря через другий вимірювальний трубопровід.

У п'ятому варіанті здійснення другий зовнішній кінець другого вимірювального трубопроводу з'єднаний як з газопроводом, так і з повітропроводом, нижче за потоком від точки, в якій перший вимірювальний трубопровід з'єднаний з повітропроводом і нижче за потоком від точки, в якій перший вимірювальний трубопровід з'єднаний з газопроводом.

У цій ситуації витрата потоку через другий вимірювальний трубопровід являє собою вимірювання суми витрати газу і повітря. Витрата вхідного потоку суміші газ-повітря визначається, отже, у цій конфігурації.

У п'ятому варіанті здійснення повітропровід переважно містить обмеження першого потоку, розташоване нижче за потоком від точки, в якій повітропровід з'єднаний з першим бо вимірювальним трубопроводом, як видно у напрямку потоку повітря через повітропровід, і газопровід містить обмеження другого потоку, розташоване нижче за потоком від точки, в якій газопровід з'єднаний з першим вимірювальним трубопроводом, як видно у напрямку потоку газу через газопровід.

Надійність вимірювання витрати вхідного потоку суміші газ-повітря підвищується у цьому випадку, тому що обмеження потоку підсилює вхідний потік газу і повітря у другий вимірювальний трубопровід.

У шостому варіанті здійснення газопровід містить запірний клапан вище за потоком від регулювального клапана, і другий зовнішній кінець другого вимірювального трубопроводу з'єднаний з газопроводом в точці, розташованій між регулювальним клапаном і запірним клапаном.

У цій конфігурації витрата потоку через другий вимірювальний трубопровід являє собою вимірювання різниці у тиску подачі газу (Ргаз подача) і тиску газу нижче за потоком від регулювального клапана (Раз).

Запірний клапан може, наприклад, бути переключений від закритого до відкритого положення за допомогою контролера. А якщо ні, то відзначається, що запірний клапан може у інших варіантах здійснення також бути передбачений на додаток до регулювального клапана.

У шостому варіанті здійснення повітропровід на вибір містить обмеження потоку, розташоване нижче за потоком від точки, в якій повітропровід з'єднаний з першим вимірювальним трубопроводом, як видно у напрямку потоку повітря через повітропровід.

У додатковому переважному варіанті здійснення тепловий датчик витрати містить щонайменше один додатковий датчик температури і/або нагрівальний елемент.

Точність вимірювань може бути підвищена за допомогою забезпечення великої кількості датчиків температури. Оскільки вимірювання має місце з множиною датчиків, помилки вимірювання величин можуть бути зменшені. Якщо величини, виміряні визначеним датчиком, значно відрізняються від величин, виміряних найближчими датчиками, цей датчик може бути проігнорований під час обчислення.

За допомогою забезпечення великої кількості нагрівальних елементів кожний датчик температури може бути розташований на тій самій відстані від нагрівального елемента для того, щоб по суті те саме співвідношення між виміряною температурою і потоком текучого

Зо середовища могло бути застосовано у кожному випадку.

Винахід далі належить до установки для гарячої води, що містить пристрій, як описано вище. Ті ж самі переваги і ефекти, як описано вище стосовно пристрою згідно з винаходом, також застосовні до такої установки для гарячої води.

Винахід далі належить до теплового датчика масової витрати, що містить: - нагрівальний елемент; і - перший, другий і третій датчики температури, в якому перший і другий датчики температури розташовані на обох боках нагрівального елемента і розташовані в одну лінію з нагрівальним елементом у першому напрямку, і в якому третій датчик температури розташований в одну лінію з нагрівальним елементом у другому напрямку, який відрізняється від першого напрямку і переважно пролягає по суті упоперек другого напрямку.

Такий датчик масової витрати особливо придатний для використовування у пристрої згідно з винаходом. Датчик масової витрати згідно з винаходом може, однак, також бути використаний для інших застосувань.

У переважному варіанті здійснення тепловий датчик масової витрати містить щонайменше один додатковий датчик температури і/або нагрівальний елемент.

У додатковому переважному варіанті здійснення тепловий датчик масової витрати містить щонайменше два датчики температури, розташовані суміжно один до одного на тому ж самому боці нагрівального елемента і по суті на тій же самій відстані від нагрівального елемента.

Оскільки вони розташовані на тому ж самому боці нагрівального елемента і більше того на тій же самій відстані від нагрівального елемента, два датчики температури вимірюють по суті ту ж саму температуру. Температура може, отже, бути точно визначена за допомогою прийняття середнього значення температур, виміряних цими двома датчиками.

У переважному варіанті здійснення нагрівальний елемент і датчики температури розташовані у вигляді решітки.

Інакше кажучи, тепловий датчик масової витрати виконаний, як матричний датчик. Датчик тому здатний точно вимірювати потоки текучого середовища (газу або рідини). Коли потік текучого середовища вимірюється традиційними датчиками, вимірюється тільки локальний потік. Потік, однак, звичайно змінюється, як функція положення. В трубі потік вздовж стінки буде, наприклад, відмінним від потоку в центрі труби. Матричний датчик згідно з винаходом дозволяє вимірювати такий профіль потоку.

Тепловий датчик масової витрати переважно являє собою датчик з тонкою плівкою.

Датчик згідно з винаходом виробляється, наприклад, за допомогою нанесення тонкої плівки на підкладку. Підкладка являє собою, наприклад, матеріал з низькою теплопровідністю, наприклад, керамічний матеріал. Електронна структура потім розташовується на тонкій плівці, в якій утворені вимірювальні резистори і резистори, що нагрівають. Це може бути реалізовано, наприклад, за допомогою травлення шару тонкої плівки або за допомогою іншої відомої технології для виробництва чипа.

Винахід далі належить до способу регулювання пристрою для змішування горючого газу і повітря для горіння для подачі у пальник, причому пристрій містить: - повітропровід для подачі повітря для горіння; - газопровід для подачі горючого газу, забезпечений регулювальним клапаном; -перший вимірювальний трубопровід з першим зовнішнім кінцем, який з'єднаний з повітропроводом, і другим зовнішнім кінцем, який з'єднаний з газопроводом; і - другий вимірювальний трубопровід з першим зовнішнім кінцем, який з'єднаний з першим вимірювальним трубопроводом в точці між першим і другим зовнішнім кінцем першого вимірювального трубопроводу, таким чином утворюючи триходову точку перетину, і з другим вихідним кінцем, який з'єднаний з газопроводом і/або повітропроводом, спосіб містить стадії: - вимірюють масову витрату потоку газу між триходовою точкою перетину і повітропроводом; - вимірюють масову витрату потоку газу між триходовою точкою перетину і газопроводом; - відкривають регулювальний клапан, якщо масова витрата потоку газу між триходовою точкою перетину і газопроводом являє собою попередньо визначену першу порогову величину, меншу, ніж потік газу між триходовою точкою перетину і повітропроводом; і - закривають регулювальний клапан, якщо масова витрата потоку газу між триходовою точкою перетину і газопроводом являє собою попередньо визначену другу порогову величину, більшу, ніж потік газу між триходовою точкою перетину і повітропроводом.

Зо Регулювальний клапан може бути відкритий у більшому або меншому ступені. "Відкриття регулювального клапана" і "закриття регулювального клапана", отже, також розуміються, як "додаткове відкриття регулювального клапана" і "додаткове закриття регулювального клапана".

Перша порогова величина і друга порогова величина переважно встановлюються на нуль для співвідношення 1:1 між масовою витратою потоку газу між триходовою точкою перетину і повітропроводом і масовою витратою потоку газу між триходовою точкою перетину і газопроводом.

Винахід далі належить до способу вимірювання масової витрати потоку газу у пристрої для змішування горючого газу і повітря для горіння для подачі у пальник, причому пристрій містить: - повітропровід для подачі повітря для горіння; - газопровід для подачі горючого газу, забезпечений регулювальним клапаном; -перший вимірювальний трубопровід з першим зовнішнім кінцем, який з'єднаний з повітропроводом, і другим зовнішнім кінцем, який з'єднаний з газопроводом; і - другий вимірювальний трубопровід з першим зовнішнім кінцем, який з'єднаний з першим вимірювальним трубопроводом в точці між першим і другим зовнішнім кінцем першого вимірювального трубопроводу, таким чином утворюючи триходову точку перетину, і з другим зовнішнім кінцем, який з'єднаний з газопроводом і/або повітропроводом, - тепловий датчик витрати, що містить: - перший датчик температури, розташований у першому вимірювальному трубопроводі і встановлений так, що він поміщений у потік газу між триходовою точкою перетину і повітропроводом у процесі використання; і - другий датчик температури, розташований у першому вимірювальному трубопроводі і встановлений так, що він поміщений у потік газу між триходовою точкою перетину і газопроводом у процесі використання, причому спосіб містить стадію: - визначають масову витрату через другий вимірювальний трубопровід залежно від, щонайменше, однієї з величини, що виводиться за допомогою першого датчика температури і величини, що виводиться за допомогою другого датчика температури.

Ті ж самі переваги і ефекти, як описано вище стосовно пристрою згідно з винаходом також застосовні до вказаних вище способів. Способи можуть особливо бути застосовні у поєднанні з 60 пристроєм згідно з винаходом.

Величина, яка є такою, що виводиться за допомогою першого і другого датчика температури, наприклад, є величиною, що характеризує температуру, наприклад, величиною напруги або величиною струму, яка характеризує температуру. В іншому прикладі перший і другий датчик температури мають виведення величини, яка характеризує швидкість потоку або масову витрату, наприклад, величина напруги або величина струму, яка характеризує швидкість потоку або масову витрату.

Подальші переваги, ознаки і деталі винаходи пояснюються на основі його переважних варіантів здійснення, в яких посилання зроблено на креслення, що прикладаються.

Фіг ТА показує схематично перший зразковий варіант здійснення пристрою згідно з винаходом;

Фіг. 18 показує докладно тепловий датчик витрати для пристрою за фіг. 1А;

Фіг. 2 А-С ілюструють вимірювання різних потоків текучого середовища вздовж датчика за фіг. 18;

Фіг. ЗА показує схематично другий варіант здійснення теплового датчика масової витрати для пристрою за фіг. ТА;

Фіг. ЗВ показує схематично третій варіант здійснення теплового датчика масової витрати для пристрою за фіг. 1А;

Фіг. ЗС показує ланцюг для датчика температури датчика масової витрати за фіг. ЗВ;

Фіг. ЗО показує схематично четвертий варіант здійснення теплового датчика масової витрати для пристрою за фіг. ТА;

Фіг. 4 показує схематично другий зразковий варіант здійснення пристрою згідно з винаходом;

Фіг. 5 показує схематично третій зразковий варіант здійснення пристрою згідно з винаходом;

Фіг. б показує схематично четвертий зразковий варіант здійснення пристрою згідно з винаходом;

Фіг. 7 показує схематично п'ятий зразковий варіант здійснення пристрою згідно з винаходом;

Фіг. 8 показує схематично шостий зразковий варіант здійснення пристрою згідно з винаходом;

Фіг. 9А-В показують схематично другий і третій зразкові варіанти здійснення теплового датчика масової витрати згідно з винаходом; і

Фіг. 90-О0 показують схематично четвертий і п'ятий зразкові варіанти здійснення теплового датчика масової витрати згідно з винаходом, в якому датчик здійснений, як матриця нагрівальних елементів і датчиків температури.

Пристрій 2 (фіг. ТА) містить повітропровід 4 і газопровід 6. Повітря вдувається через повітропровід 4 за допомогою вентилятора 8. Природний газ, крім того, подається через газопровід 6. Газопровід б забезпечений на подавальному боці регулювальним клапаном 12.

Газопровід б виходить у повітропровід 4 з метою змішування газу з повітрям. Газопровід б на вибір містить на зовнішньому кінці сопло 10, яке виходить у повітропровід 4.

Повітропровід 4 з'єднаний з газопроводом 6 через перший вимірювальний трубопровід 14.

Один зовнішній кінець а вимірювального трубопроводу 14 з'єднаний для цієї мети з повітропроводом 4, у той час як інший зовнішній кінець р з'єднаний з газопроводом 6. Другий вимірювальний трубопровід 16 з'єднаний з одного його зовнішнього кінця з вимірювальним трубопроводом 14, у той час як інший його зовнішній кінець 4 з'єднаний з газопроводом 6.

Зовнішній кінець 4 вимірювального трубопроводу 16 поміщений вище за потоком від зовнішнього кінця Б вимірювального трубопроводу 14, як видно у напрямку потоку газу через газопровід 6.

Оскільки зовнішній кінець с вимірювального трубопроводу 16 з'єднаний з вимірювальним трубопроводом 14 в точці між вихідними кінцями а і Б вимірювального трубопроводу 14, утворюється триходова точка перетину (що також згадується, як Т-з'єднання). Тепловий датчик 18 масової витрати розташований у триходовій точці перетину (фіг. 18).

Обмеження 19 потоку, як наприклад, звуження, розташовано у газопроводі між зовнішнім кінцем Б вимірювального трубопроводу 14 і зовнішнім кінцем 4 вимірювального трубопроводу 16.

Регулювальний клапан 16 регулюється за допомогою контролера (не показаний) залежно від потоків текучого середовища, виміряних за допомогою датчика 18. Датчик 18 вимірює величину потоку фі текучого середовища, який протікає з триходової точки перетину у повітропровід 4. Датчик 18 більше того вимірює величину потоку фг2 текучого середовища, який протікає з триходової точки перетину у газопровід 4. Величина потоку текучого середовища визначається за допомогою датчика 18 у формі масової витрати потоку, наприклад, вираженої у кг/с. Виведення датчика 18 є, наприклад, напругою або силою струму, який характеризує масову витрату відповідного потоку фі, ф: газу.

Датчик 18 містить у цьому прикладі нагрівальний елемент 20, наприклад, у формі резистора або гарячого дроту. Датчики 22, 24, 26 температури розташовані навколо нагрівального елемента 20. Датчики 22, 24 температури розміщені на обох боках нагрівального елемента 20.

Датчик 22 температури, нагрівальний елемент 20 і датчик 2 4 температури таким чином пролягають в одну лінію, щонайменше по суті в одну лінію, у вимірювальному трубопроводі 14.

Третій датчик 26 температури встановлений на боці другого вимірювального трубопроводу 16 відносно нагрівального елемента 20. Рекомендується розміщати датчики 22, 24,2 6 температури по суті на тій же самій відстані від нагрівального елемента 20, як показано у прикладі. Якщо вони альтернативно розміщені на різних відстанях, це має бути виправлено для обробки величин, виміряних датчиками 22, 24, 26.

Датчики 22, 24, 26 температури можуть, наприклад, бути термісторами, як наприклад, термістори РТС або МТ.

Нагрівальний елемент 20 забезпечується попередньо визначеною потужністю, переважно постійною потужністю. Тепло, вироблене за допомогою нагрівального елемента 20 у цьому випадку відомо. Якщо ніякий потік газу не має місця, тепло розподіляється рівномірно, і датчики 22, 24, 26 вимірюють ту ж саму температуру. Якщо потік газу (природного газу, повітря або суміші природний газ-повітря), однак, має місце через вимірювальні трубопроводи 14, 16, тепло розподіляється за допомогою цього газу і у результаті виходять різниці температур. Масова витрата і напрямок потоку текучого середовища через триходову точку перетину можуть тому бути визначені на основі температури, виміряної за допомогою датчиків 22, 24, 26.

Масова витрата потоку фі газу у напрямку повітропроводу 4 є пропорційною різниці в температурі, виміряній датчиком 22 і датчиком 26 (фіг. 2А). Якщо використовування, наприклад, робиться для створення постійної теплової потужності нагрівального елемента 20, так і є насправді у лінійному наближенні, що фі-Сх(Т22-Т2в), де С являє собою константу. Аналогічно, так ії є насправді, що фа-Сх(Т22-Т2в) (див. фіг. 28). Щоб обчислити загальний потік фз текучого середовища, що протікає у триходову точку перетину, так і є насправді, що фзеифівнфат Сх (ТоовТов-2х Т2в).

Зо За допомогою регулювання регулювального клапана 12 контролером ТИСК Р юовігтря (фіг. 1А) і тиск Раз вихід (фіг. ТА) утримуються такими, що дорівнюють один одному. У випадку однакового тиску виходить, що фі-Ф». Чи є тиск насправді однаковим, вимірюється за допомогою визначення різниці в температурах між датчиком 22 температури і датчиком 24 температури.

Фіг. 2С ілюструє ситуацію, в якій тиск є неоднаковим, тому газ протікає у напрямку від датчика 24 до датчика 22. Датчик 22 буде потім визначати більш високу температуру, ніж датчик 24.

Контролер, отже, регулює регулювальний клапан 12 залежно від різниці в температурах між датчиком 22 і датчиком 24.

Потік фз газу через другий вимірювальний трубопровід 16 співвідноситься з потоком через газопровід 6 і залежить серед інших речей від перепаду тиску Раз вхід-Ргаз вихід. ВХіДдНИЙ ПОТІК газу може тому бути визначений залежно від фз.

Для розрахунку потоку газу через газопровід б залежно від фФз використовування на вибір розраховується з даних калібрування і/або даних про характеристику датчика.

Замість датчика 18 масової витрати з трьома датчиками 22, 24, 26 температури альтернативно можливо використовувати традиційний датчик 18! масової витрати (фіг. ЗА) з двома датчиками 22", 24" температури і нагрівальним елементом 20. Аналогічним чином, як описано вище, регулювальний клапан 12 регулюється на основі різниці в температурах, виміряних датчиком 22" і датчиком 24". Ця температурна різниця являє собою вимірювання фі- ф2. Загальна витрата потоку фФз газу може бути визначена на основі температури, виміряної датчиком 22" і/або датчиком 24'. Це відбувається тому, що нагрівальний елемент 20' нагріває газ з постійною потужністю. Якщо потік фз газу підвищується, температура, виміряна за допомогою фі ї фо, буде знижуватися. Оскільки потік газу регулюється так, що фі-Фф2, то у цьому випадку фз-гхфі-2хфо2. Виражене, як функція температури датчиків 22 і 24", це призводить у результаті до фз-Нх2хТ22-Нха2х Іглї, де В є константою, яка серед інших речей залежить від константи, попередньо визначеної потужності нагрівального елемента 20. фз переважно визначається на основі суми температур. виміряних датчиками, як згідно з фз-Нх(Тог-Т2г) для того, щоб визначена витрата Іез потоку була менш сприйнятливою до похибок вимірювання.

У додатковому варіанті датчик 1018 масової витрати (фіг. ЗВ) здійснений без окремого нагрівального елемента. Два датчики 1022, 1024 температури кожний включений у електричний ланцюг. Оскільки струм протікає через датчики температури, вони виробляють тепло. Це тепло бо змінює опір датчиків 1022, 1024 температури. Термістори з Позитивним Температурним

Коефіцієнтом (РТС) переважно застосовуються, як датчики 1022, 1024 температури. Нагрівання датчиків 1022, 1024 потім призводить у результаті до підвищення опору. Альтернативно можуть бути застосовані термістори з Негативним Температурним Коефіцієнтом (МТС), в яких нагрівання призводить у результаті до зниження опору. У додатковій альтернативі застосовується гарячий дріт, як датчик температури, аналогічним чином, як термістор РТС.

Самонагрівання датчиків 1022, 1024 температури впливає на прохідний газ. Датчики 1022, 1024 температури особливо охолоджуються за допомогою прохідного газу. Ступінь охолодження залежить від масової витрати потоку газу: чим більше газу протікає через датчики 1022, 1024 на одиницю часу, тим більше датчики 1022, 1024 охолоджуються. Коротко, потік газу впливає на температуру датчиків 1022, 1024 і за допомогою цього на опір, який може бути вимірний. Для цього вимірювання датчики 1022, 1024 включені у вимірювальний ланцюг.

Ланцюг, наприклад, виконаний з можливістю додавання постійної напруги на відповідні датчики 1022, 1024. Потік газу охолоджує датчики 1022, 1024 для того, щоб їх опір знижувався (РТС) або підвищувався (МТС), що забезпечує, відповідно, підвищення або зниження сили струму, коли напруга залишається постійною. Сила струму вимірюється і вимірюється масова витрата.

Виведення ланцюга, наприклад, являє собою напругу, що упрактевюуе струм через датчики 1022, 1024, і за допомогою цього відповідну масову витрату (ві або ог , про яку йде мова.

Відзначено, що хоча масова витрата і відповідного потоку газу може бути виміряна датчиками 1022, 1024, напрямок цього потоку газу не може. Напрямок, однак, фіксується завдяки зміненій конфігурації другого вимірювального трубопроводу.

В іншому прикладі датчик 1022, 1024 включений у ланцюг, виконаний з можливістю підтримки постійного струму через датчик 1022, 1024. В такому ланцюзі напруга через датчики 1022, 1024 визначається вимірюванням масової витрати потоку газу.

Однак, переважно застосовується ланцюг, який виконаний з можливістю утримування температури датчиків 1022, 1024 постійною. Приклад такого ланцюга показаний на фіг. ЗС.

Ланцюг містить підсилювач, як наприклад, операційний підсилювач з негативним введенням і позитивним введенням. Ланцюг додатково містить міст Ветстоуна, в якому РТС термістор Вріс включений у показаному прикладі. Точка А моста Ветстоуна з'єднана з негативним введенням підсилювача, у той час як точка В з'єднана з позитивним введенням. Якщо температура Рріс падає, тому що газ протікає через цей датчик, опір буде знижуватися. Підсилювач буде, однак, підтримувати однакову напругу в цих двох введеннях для того, щоб М.-МУ. і Ма-Мв. Коли опір знижується, підсилювач буде таким чином вводити більшу енергію в точку С моста Ветстоуна, за допомогою цього напруга Мвиведення, ЩО ВИВОДИТЬСЯ, також підвищується. Таким чином,

Мвиведення ЯВЛЯЄ СОбою вимірювання масової витрати потоку газу: більш висока масова витрата означає більш високу напругу Мвиведення.

Фіг. ЗО показує варіант фіг. ЗВ, в якому датчик 1018" масової витрати здійснений з трьома датчиками 1022, 1024, 1026 температури. Масова витрата відповідного потоку може бути визначена кожним датчиком 1022, 1024, 1026 температури подібним чином, як описано вище для датчика 1018 масово дитрати. Коротко, вимірювальний ланцюг з датчиком 1022 виробляє вивідну характеристику ФІ » вимірювальний ланцюг з датчиком 1024 вивідну характеристику (гі І вимірювальний ланцюг з датчиком 1022 вивідну характеристику (езі,

В пристрої 102 згідно з другим зразковим варіантом здійснення (фіг. 4) другий вимірювальний трубопровід 116 розміщений нижче за потоком відносно першого вимірювального трубопроводу 114. Інакше кажучи, зовнішній кінець 4 вимірювального трубопроводу 116 розміщений нижче за потоком відносно зовнішнього кінця Б вимірювального трубопроводу 114, як видно у напрямку потоку через газопровід 106. Датчик буде подібно дзеркально відображеному відносно фіг. 1В, тобто з датчиком 26 температури на протилежному боці нагрівального елемента 20 (вправо замістр і ря рента 20 на фіг. 18). Через цю альтернативну конфігурацію напрямок потоку ФІ ; Ф2| р РЗІ є протилежним до відповідних потоків на фіг. ТА. Це, однак, подібно випадку для пристрою 102, що фз-фінф2о (з напрямками потоку, визначеними, як на фіг. 4).

Регулювальний клапан 112 пристрою 102 регулюється так, що Р'газ вхід-Рповітя. У ЦЬОМУ випадку фішФф2. Коротко, точно як в пристрої 102, контролер (не показаний) регулює регулювальний клапан 112 залежно від різниці між фі і фо». Різниця може бути визначена на основі температури, виміряної датчиками 22 і 24, як згідно з фі-фоа-Сх(Т24-ТГ2г). Коротко, якщо датчики 22 і 24 вимірюють ту ж саму температуру, тоді це випадок, коли фі:х:ф».

В пристрої 102 вентилятор 108 розміщений вище за потоком від вимірювального трубопроводу 114 у напрямку потоку повітря, замість того, щоб бути розміщеним нижче за потоком від вимірювального трубопроводу 14, як на фіг. 1А. Відзначено, що це є вибірковим: вентилятор може бути поміщений вище за потоком або нижче за потоком першого вимірювального трубопроводу, як бажано у будь-якому варіанті здійснення пристрою згідно з винаходом.

У третьому варіанті здійснення пристрій 202 виконаний з можливістю вимірювання витрати подаваного повітря замість витрати газу, що вдувається, (фіг. 5). У цьому випадку другий вимірювальний трубопровід 216 з'єднаний з повітропроводом 204 замість газопроводу. У повітропроводі 204 обмеження 219 потоку передбачено між вихідним кінцем 4 вимірювального трубопроводу 216 і вихідним кінцем а вимірювального трубопроводу 214. З метою порівняння, на фіг. 1А обмеження потоку розміщено у газопроводі. | знову це випадок, коли фз-:Ффіжф». У варіанті здійснення згідно з фіг. 5 фз, однак, є вимірюванням потоку повітря, що вдувається, замість потоку газу, що вдувається. У цьому випадку Фз серед інших речей залежить від різниці тиску Рповітря, вхід-Р по ітря; вихід.

Інакше кажучи, Тез є вимірюванням витрати потоку повітря.

Пристрій 302 згідно з четвертим варіантом здійснення (фіг. б) має другий вимірювальний трубопровід 316, який, так само, як у варіанті здійснення за фіг. 5, з'єднаний з повітропроводом 304. На противагу фіг. 5, вимірювальний трубопровід 316, однак розміщений нижче за потоком відносно вимірювального трубопроводу 314. У цій ситуації ТЗІ також є вимірюванням витрати потоку повітря.

У п'ятому варіанті здійснення (фіг. 7) другий вимірювальний трубопровід 416 з'єднаний його другим вихідним кінцем 4 як з повітропроводом 404, так і з газопроводом 406 так, що трубопроводи 404, 406 і 416 сходяться у змішувальній камері 428. Ніякий вентилятор не показаний у цьому прикладі, але пристрій містить вентилятор нижче за потоком, який вдуває суміш, як у відповідності зі стрілкою 7, як результат розрідження Р, отриманого відносно Р повітря і Ргаз.

Обмеження 419а потоку передбачено у повітропроводі 404 нижче за потоком від першого вимірювального трубопроводу 414. Обмеження 41906 передбачено у газопроводі 406 нижче за потоком від першого вимірювального трубопроводу 414.

У п'ятому варіанті здійснення фз-фіжф2 є вимірюванням загального потоку суміші газ-повітря

Зо у напрямку пальника. Регулювальний клапан 412 і цього разу регулюється залежно від фі-ф2, як визначено за допомогою датчика 418 масової витрати. Це досягається, що фі-ф; і, як результат,

Рповітря-: Р газ.

У шостому варіанті здійснення (фіг. 8) газопровід забезпечений запірним клапаном 530 вище за потоком відносно регулювального клапана 512. Відзначено, що запірний клапан переважно також передбачений вище за потоком від регулювального клапана 512 у описаних вище варіантах здійснення.

Пристрій 502 згідно з шостим варіантом здійснення містить другий вимірювальний трубопровід 516, який з'єднаний з газопроводом 506 в точці вище за потоком від регулювального клапана 512. У показаному варіанті здійснення з вибірковим запірним клапаном 530 зовнішній кінець 4 вимірювального трубопроводу 516 розміщений між регулювальним клапаном 512 і запірним клапаном 530. У конфігурації згідно з фіг. 8 потік фз, отже, залежить від різниці тиску Раз подача-Ргаз. Фо за допомогою цього утворює вимірювання цієї різниці тиску. У тому ж самому способі, як описано вище, регулювальний клапан 512 регулюється так, щоб фі-ф» і таким чином Р повітря: Р газ.

Пристрій 502 містить у показаному варіанті здійснення на розсуд обмеження 519 потоку у повітропроводі 504, нижче за потоком від першого вимірювального пристрою 514.

У пристроях 102, 202, 302, 402 ії 502 також можливо застосовувати датчик 18", 1018, 1018' за фіг. ЗА, ЗВ, ЗС замість датчика 18, 118.

З метою вимірювання масової витрати різних потоків газу тепловий датчик масової витрати

БО згідно з винаходом на вибір містить більше, ніж три датчики температури і/або більше, ніж один нагрівальний елемент. Фіг. 9А показує датчик 618, в якому два датчики 622, 624 температури передбачені на обох боках нагрівального елемента 620, в якому датчики 622, 624 температури розташовані по суті в одну лінію з нагрівальним елементом 620. Це аналогічно варіанту здійснення згідно з фіг. 18. Датчик 618, однак, містить два датчики 626ба, 6260 замість одного датчика 26. Ці датчики 62ба, 62606 температури розташовані по суті на тій же самій відстані від нагрівального елемента 620. Масова витрата потоку фі може тепер бути визначена залежно від температури, виміряної датчиками 622, 626ба і 626Юр. За допомогою забезпечення двома датчиками 62ба, 6266 температури точність визначення масової витрати потоків фі і Фф2 підвищується.

На основі по суті лінійного співвідношення, фі, наприклад, обчислюється таким чином: фі-Мх(Твгв-0,5х Гвгва-0О,5х Гвгвь), де М є константою. Коротко, середня величина датчиків 626а і б26р використовується, як температура вище за потоком від елемента 620, і температура датчика 622 використовується, як температура нижче за потоком від елемента 620.

У додатковому варіанті здійснення (фіг. 98) датчик 718 містить два нагрівальні елементи 720а і 7200. Два датчики 722а, 72205 температури передбачені на першому боці, у той час як два датчики 724а, 724р температури також передбачені на протилежному боці. Датчики 722а, 72260, 7т24а, 724р виконані з можливістю вимірювання витрати потоку газу у першому напрямку.

Передбаченими на іншому боці нагрівальних елементів 720а, 72065 є три датчики 726ба, 726р і 726с температури, які виконані з можливістю вимірювання витрати потоку газу у другому напрямку, що лежить по суті перпендикулярно до першого напрямку.

Нагрівальні елементи 720а, 720р забезпечуються попередньо визначеною, постійною потужністю для того, щоб виробництво тепла було постійним. Датчики 722а, 7225 вимірюють нагрівання, як результат потоку фі. Датчики 724а, 7240 вимірюють нагрівання, як результат потоку фо». Датчики 72ба, 7260, 726с вимірюють охолодження, як результат потоку фз. В усіх випадках під час забезпечення більше, ніж одним датчиком, точність вимірювання температури зростає. Точність визначення масової витрати, отже, зростає.

У додатковому варіанті здійснення (фіг. 9С) тепловий датчик 818 масової витрати передбачений, як матричний датчик з нагрівальних елементів Н і датчиків А температури. У прикладі за фіг. 9С компоненти розташовані у вигляді решітки, в якій дев'ять датчиків В розташовані навколо кожного нагрівального елемента Н.

Альтернативне розташування датчиків В і нагрівальних елементів Н, однак, також можливо, як продемонстровано з тепловим датчиком 918 масової витрати на фіг. 90. У цьому прикладі датчики Е температури і нагрівальні елементи Н розташовані у шаховому порядку.

Матричний датчик, наприклад, здійснений, як датчик з тонкою плівкою. Матричний датчик, наприклад, виконаний за допомогою нанесення тонкої плівки на підкладку. Підкладка виконана, наприклад, з матеріалу з низькою теплопровідністю, наприклад, керамічного матеріалу.

Електронна структура потім розташовується на тонкій плівці, в якій утворені вимірювальні резистори і резистори, що нагрівають. Це може, наприклад, бути реалізовано за допомогою

Зо травлення шару тонкої плівки або іншої відомої технології для виробництва чипа.

Матричний датчик згідно з винаходом може бути застосований не тільки у пристрої для змішування газу і повітря, але може також бути використаний в інших застосуваннях. Матричний датчик може, наприклад, бути застосований для того, щоб визначити профіль потоку у трубопроводі. Матричний датчик може бути застосований з метою як вимірювання потоку газу, так і вимірювання потоку рідини.

Наданий винахід не обмежений описаними вище переважними його варіантами здійснення.

Запитувані права мають бути обмежені наступними пунктами формули винаходу, всередині обсягу яких може бути передбачено багато модифікацій.

Claims (24)

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Пристрій для змішування горючого газу і повітря для горіння для подачі у пальник, що містить: повітропровід для подачі повітря для горіння; газопровід для подачі горючого газу, який забезпечений регулювальним клапаном; перший вимірювальний трубопровід, що має перший зовнішній кінець, який з'єднаний з повітропроводом, і другий зовнішній кінець, який з'єднаний з газопроводом; другий вимірювальний трубопровід, що має перший зовнішній кінець, який з'єднаний з першим вимірювальним трубопроводом в точці між першим і другим зовнішніми кінцями першого вимірювального трубопроводу, таким чином утворюючи триходову точку перетину, і має другий зовнішній кінець, який з'єднаний з газопроводом і/або повітропроводом; тепловий датчик масової витрати, що містить: перший датчик температури, розташований у першому вимірювальному трубопроводі і встановлений так, що він поміщений у потоці газу між триходовою точкою перетину і повітропроводом у процесі використання; і другий датчик температури, розташований у першому вимірювальному трубопроводі і встановлений так, що він поміщений у потоці газу між триходовою точкою перетину і газопроводом у процесі використання; контролер, з'єднаний з тепловим датчиком масової витрати і регулювальним клапаном і бо виконаний з можливістю керування регулювальним клапаном залежно від різниці, виміряної тепловим датчиком масової витрати, між масовою витратою потоку газу між триходовою точкою перетину і повітропроводом і масовою витратою потоку газу між триходовою точкою перетину і газопроводом.

2. Пристрій за п. 1, в якому в ланцюзі є перший датчик температури і другий датчик температури для анемометрії при постійній температурі.

3. Пристрій за п. 2, в якому перший датчик температури і другий датчик температури являють собою термістор, датчик з гарячим дротом або датчик з гарячою плівкою.

4. Пристрій за п. 1, в якому тепловий датчик масової витрати додатково містить нагрівальний елемент, який розташований у першому вимірювальному трубопроводі і поміщений в триходовій точці перетину або поблизу неї, в якому перший датчик температури поміщений вище за потоком від нагрівального елемента і другий датчик температури поміщений нижче за потоком від нагрівального елемента, як видно у напрямку від повітропроводу до газопроводу, причому контролер виконаний з можливістю керування регулювальним клапаном залежно від різниці між температурою, виміряною першим датчиком температури, і температурою, виміряною другим датчиком температури.

5. Пристрій за будь-яким з попередніх пунктів, що додатково містить процесор, який функціонально зв'язаний з тепловим датчиком масової витрати і виконаний з можливістю визначення масової витрати через другий вимірювальний трубопровід залежно від значень, що виводяться першим датчиком температури і другим датчиком температури.

6. Пристрій за п. 4 або п. 5, в якому тепловий датчик масової витрати містить третій датчик температури, поміщений на боці нагрівального елемента, поверненого у напрямку другого вимірювального трубопроводу, і причому процесор виконаний з можливістю визначення масової витрати через другий вимірювальний трубопровід залежно від значень, що виводяться першим, другим і третім датчиками температури.

7. Пристрій за будь-яким із пп. 1-6, в якому другий зовнішній кінець другого вимірювального трубопроводу з'єднаний з газопроводом в точці, розташованій вище за потоком відносно точки, в якій перший вимірювальний трубопровід з'єднаний з газопроводом, як видно у напрямку потоку горючого газу через газопровід.

8. Пристрій за будь-яким із пп. 1-6, в якому другий зовнішній кінець другого вимірювального Зо трубопроводу з'єднаний з газопроводом в точці, розташованій нижче за потоком відносно точки, в якій перший вимірювальний трубопровід з'єднаний з газопроводом, як видно у напрямку потоку горючого газу через газопровід.

9. Пристрій за п. 7 або 8, в якому газопровід містить обмеження потоку між точкою, в якій перший вимірювальний трубопровід з'єднаний з газопроводом, і точкою, в якій другий вимірювальний трубопровід з'єднаний з газопроводом.

10. Пристрій за будь-яким із пп. 1-6, в якому другий зовнішній кінець другого вимірювального трубопроводу з'єднаний з повітропроводом в точці, розташованій вище за потоком відносно точки, в якій перший вимірювальний трубопровід з'єднаний з повітропроводом, як видно у напрямку потоку повітря для горіння через повітропровід.

11. Пристрій за будь-яким із пп. 1-6, в якому другий зовнішній кінець другого вимірювального трубопроводу з'єднаний з повітропроводом в точці, розташованій нижче за потоком відносно точки, в якій перший вимірювальний трубопровід з'єднаний з повітропроводом, як видно у напрямку потоку повітря для горіння через повітропровід.

12. Пристрій за п. 10 або п. 11, в якому повітропровід містить обмеження потоку між точкою, в якій перший вимірювальний трубопровід з'єднаний з повітропроводом, і точкою, в якій другий вимірювальний трубопровід з'єднаний з повітропроводом.

13. Пристрій за будь-яким із пп. 1-6, в якому другий зовнішній кінець другого вимірювального трубопроводу з'єднаний як з газопроводом, так і з повітропроводом нижче за потоком від точки, в якій перший вимірювальний трубопровід з'єднаний з повітропроводом, і нижче за потоком від точки, в якій перший вимірювальний трубопровід з'єднаний з газопроводом.

14. Пристрій за п. 13, в якому повітропровід містить перше обмеження потоку, розташоване нижче за потоком від точки, в якій повітропровід з'єднаний з першим вимірювальним трубопроводом, як видно у напрямку потоку повітря для горіння через повітропровід, і причому газопровід містить друге обмеження потоку, розташоване нижче за потоком від точки, в якій газопровід з'єднаний з першим вимірювальним трубопроводом, як видно у напрямку потоку горючого газу через газопровід.

15. Пристрій за будь-яким із пп. 1-6, в якому газопровід містить запірний клапан вище за потоком від регулювального клапана, і другий зовнішній кінець другого вимірювального трубопроводу, з'єднаний з газопроводом в точці, розташованій між регулювальним клапаном і бо запірним клапаном.

16. Пристрій за будь-яким з попередніх пунктів, що містить щонайменше один додатковий датчик температури і/або нагрівальний елемент.

17. Установка для гарячої води, яка містить пристрій за будь-яким з попередніх пунктів.

18. Тепловий датчик масової витрати, що містить: нагрівальний елемент; і перший, другий і третій датчики температури, причому перший і другий датчики температури розташовані на обох боках нагрівального елемента і розташовані в одній лінії з нагрівальним елементом у першому напрямку, і причому третій датчик температури розташований в одній лінії з нагрівальним елементом у другому напрямку, який відрізняється від першого напрямку і переважно пролягає по суті упоперек другого напрямку.

19. Тепловий датчик масової витрати за п. 18, що містить щонайменше один додатковий датчик температури і/або нагрівальний елемент.

20. Тепловий датчик масової витрати за п. 18 або 19, що містить щонайменше два датчики температури, які розташовані суміжно один до одного на тому ж самому боці нагрівального елемента або по суті на однаковій відстані від нагрівального елемента.

21. Тепловий датчик масової витрати за будь-яким із пп. 18-20, в якому нагрівальний елемент і датчики температури розташовані у вигляді решітки.

22. Тепловий датчик масової витрати за будь-яким з пп. 18-21, в якому тепловий датчик масової витрати являє собою датчик з тонкою плівкою.

23. Спосіб регулювання пристрою для змішування горючого газу і повітря для горіння для подачі у пальник, причому пристрій містить: повітропровід для подачі повітря для горіння; газопровід для подачі горючого газу, забезпечений регулювальним клапаном; перший вимірювальний трубопровід, що має перший зовнішній кінець, який з'єднаний з повітропроводом, і другий зовнішній кінець, який з'єднаний з газопроводом; і другий вимірювальний трубопровід, що має перший зовнішній кінець, який з'єднаний з першим вимірювальним трубопроводом в точці між першим і другим зовнішнім кінцем першого вимірювального трубопроводу, таким чином утворюючи триходову точку перетину, і має другий Зо зовнішній кінець, який з'єднаний з газопроводом і/або повітропроводом, причому спосіб включає стадії, на яких: вимірюють масову витрату потоку газу між триходовою точкою перетину і повітропроводом; вимірюють масову витрату потоку газу між триходовою точкою перетину і газопроводом; відкривають регулювальний клапан, якщо масова витрата потоку газу між триходовою точкою перетину і газопроводом являє собою задану першу порогову величину, меншу, ніж потік газу між триходовою точкою перетину і повітропроводом; і закривають регулювальний клапан, якщо масова витрата потоку газу між триходовою точкою перетину і газопроводом являє собою задану другу порогову величину, більшу, ніж потік газу між триходовою точкою перетину і повітропроводом.

24. Спосіб вимірювання масової витрати потоку газу у пристрої для змішування горючого газу і повітря для горіння для подачі у пальник, причому пристрій містить: повітропровід для подачі повітря для горіння; газопровід для подачі горючого газу, забезпечений регулювальним клапаном; перший вимірювальний трубопровід, що має перший зовнішній кінець, який з'єднаний з повітропроводом, і другий зовнішній кінець, який з'єднаний з газопроводом; другий вимірювальний трубопровід, що має перший зовнішній кінець, який з'єднаний з першим вимірювальним трубопроводом в точці між першим і другим зовнішнім кінцем першого вимірювального трубопроводу, таким чином утворюючи триходову точку перетину, і має другий зовнішній кінець, який з'єднаний з газопроводом і/або повітропроводом, тепловий датчик витрати, що містить: перший датчик температури, розташований у першому вимірювальному трубопроводі і встановлений так, що він розміщений у потоці газу між триходовою точкою перетину і повітропроводом у процесі використання, і другий датчик температури, розташований у першому вимірювальному трубопроводі і встановлений так, що він розміщений у потоці газу між триходовою точкою перетину і газопроводом у процесі використання, причому спосіб включає стадію, на якій: визначають масову витрату через другий вимірювальний трубопровід залежно від щонайменше одного зі значень, що виводяться першим датчиком температури, і значення, що виводиться другим датчиком температури.